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压敏电阻烧坏的原因后果及解决办法

压敏电阻燃烧的原因和后果及解决方案

压敏电阻的电阻体材料是半导体,因此也是一种半导体电阻。氧化锌压敏电阻现在常用。

电路中压敏电阻的简要概括有三个功能:一是过电压保护;二是耐雷击要求;三是安全试验要求。

压敏电阻不是感知压力,而是电压的传感器,有点像保险丝,超过自身承受的电压会被击穿,断路保护。

压敏电阻燃烧的原因和后果及解决方案

压敏电阻通常用作过压保护设备,但其通流容量大,但能量容量小。此外,其冲击电流的最大脉冲宽度远小于大中功率半导体系统的实际脉冲电流宽度,因此经常发生短路或爆炸。

压敏电阻的特性参数 ①压敏电压UN(U1mA):通常在压敏电阻上通过1mA直流电流中的电压表示是否导致标志电压,称为压敏电压UN。符号也常用于压敏电压U1mA表示。压敏电压的误差范围一般为±10%。在试验和实际使用中,压敏电压通常从正常值下降10%作为压敏电阻故障的判断。

②最大连续工作电压UC:指压敏电阻能长期承受的最大交流电压(有效值)Uac或最大直流电压Udc。一般Uac≈0.64U1mA,Udc≈0.83U1mA。

③流量(最大冲击电流)IP:指压敏电阻能承受的8/20μs波的最大冲击电流峰值。可承受的含义是冲击后压敏电压的变化率不超过10%。现行技术规范通常给出一次冲击IP值。

④最大箝位电压(限制电压)VC:技术规范中给出的最大位电压值是指压敏电阻施加规定的8/20μs波冲击电流IX(A)压敏电阻上的电压。

在实际使用中,压敏电压越高,应用的冲击电流越大,限制电压(或残余压力)越高,可以从产品中提供V-I在曲线上找到。

⑤额定能量E:额定能量是指压敏电阻能承受规定波形冲击电流冲击一次的最大能量(冲击后压敏电压变化率不大于10%),可以用以下方式表示:

E=KIPVC*T

式中:IP、VC见上,T脉冲宽度,K常数与波形有关。8/20μs波和10/1000μs波,K=1.4;对于2ms方波,K=1。

⑥额定功率(最大平均功率)Pm:指压敏电阻在室温下连续承受多次冲击,冲击间隔短,具有热积累效应时能承受的最大平均功率。虽然压敏电阻能承受大脉冲功率,但平均功率很小。

⑦电容C0:指压敏电阻两个电极之间的电容,在几个pF~几百nF体积越小,压敏电压越高,电容越小。

⑧漏电流Il:给压敏电阻施最大直流电压Udc流过的电流。测量泄漏电流时,通常会增加压敏电阻Udc=0.83U1mA电压(有时也.75U1mA)。静态泄漏电流一般需要Il≤20μA(也有要求≤10μA的)。在实际使用中,不是静态泄漏电流值本身的大小,而是其稳定性,即冲击试验后或高温条件下的变化率。其变化率在冲击试验后或高温条件下不超过一倍,即被认为是稳定的。

⑨非线性指数α:可用公式表示:

I=KUα或α=loglog

由前式可见,α电压变化对电流的影响越大,非线性特性越好。从后面可以看出,α伏安特性上各点斜率的倒数,特性越平坦,α越大(漏电流区和饱和区α=1,又称低α区)。用仪器测量时,一般设置I2=1mA,I1=0.1mA,所以

αT=1/log(U1mA/U0.1mA)

压敏电阻燃烧的原因: 1、老化失效,表现为漏电流增大,压敏电压明显下降至零;

老化失效是指电阻体的低电阻线性化逐渐加剧,漏电流恶性增加,集中流入弱点,弱点材料融化,形成1kΩ左右短路孔后,电源继续将大电流推入短路点,形成高热和火灾。这种事故通常可以通过与压敏电阻串联的热熔接触来避免。临时过电压损伤是指强临时过电压使电阻体穿孔,导致电流更大,高热起火。整个过程在短时间内发生,电阻体上设置的热熔接头没有时间熔断。

2.暂态过电压损坏。

3、过压保护的次数;

四、周围工作温度;

5.压敏电阻是否被挤压;

6.是否通过质量认证;

7.浪涌能量过大,超过吸收功率;

8、耐压不够;

9.电流和浪涌过大等。

压敏电阻燃烧的原因和后果及解决方案

压敏电阻的使用安全性一直是一个需要注意的问题。由于压敏电阻广泛应用于家用电器等电子产品,具有过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元件等功能。建议选择高质量的压敏电阻。

解决避免压敏电阻燃烧的问题 压敏电阻过热保护技术主要有:

(1)热熔保险丝技术。该技术是在压敏电阻上安装蜡保护的低熔点金属。当压敏电阻泄漏电流过大,温度升高到一定程度时,低熔点金属熔断,从而从电路中切断压敏电阻,可有效防止压敏电阻燃烧。但热熔保险丝存在可靠性问题,而且在加强热循环的环境里约只有5年可靠寿命。热熔保险丝在热循环环境中需要定期更换,以保持正常运行。

(2)采用弹簧拉低熔点焊锡技术。该技术是绝大多数防雷器制造商的限压型SPD该技术在压敏电阻的引脚处增加了一个低熔点焊接点,然后用弹簧拉动焊接点。当压敏电阻泄漏电流过大,温度升高到一定程度时,焊接点的焊接熔断在弹簧的拉力下迅速分离,从而从电路中切除压敏电阻,并联动报警接触点,发出报警信号。由于低熔点金属会在受力点流动和产生裂纹,弹簧拉力中低熔点焊接接头的焊料也会流动和产生裂纹,因此该装置最大的问题是焊料会老化,导致无故断裂。

(3)温度保险丝技术。该技术将压敏电阻与温度保险丝串联包装在一起,利用热传导将泄漏电流放在压敏电阻上产生的热传导温度保险丝上。当温度升高到温度保险丝的设定温度时,温度保险丝熔断,从电路中切除压敏电阻。除了具有相同寿命和可靠性的问题外,温度保险丝对压敏电阻的过热保护还存在以下问题:导热路径长,响应速度慢,热通过一定的导热介质(填充材料)、温度保险丝外壳、温度保险丝内填充材料,然后传输到温度保险熔体,因此温度保险丝响应速度慢。

(4)隔离技术。该技术将压敏电阻安装在一个封闭的盒子中,并与其他电路隔离,以防止压敏电阻烟雾和火焰蔓延。当各种储备保护失败时,隔离技术也是一种简单有效的方法,但需要占用大量的设备空间,防止烟雾和火焰从盒子引线的开口处冒出。

(5)密封技术。为了防止压敏电阻在故障时吸烟、火灾和爆炸,一些制造商使用该技术密封压敏电阻,但由于压敏电阻在故障时会出现电弧,导致密封材料故障和碳,碳的产生会维持电弧,往往导致设备短路和黑化,甚至导致整个设备室严重黑化。

压敏电阻燃烧的原因和后果及解决方案

实验表明,压敏电阻套热缩套管后,由于影响压敏电阻的散热,其最大消散功率降低,从而影响压敏电阻的工频电压耐受性。另一方面,影响散热也会加速压敏电阻的老化,影响压敏电阻的使用寿命。

原文介绍 更详细,还有图片 http://www.elecfans.com/yuanqijian/yamin/20180410659416.html

标签: 821k压敏电容电阻家电设备

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